20世紀Nature封面上的中國研究成果

在剛剛過去的2019年，世界頂級科技期刊Nature才吹滅150歲生日的蠟燭，150年的漫長時光，不僅見證了全世界科學發展的躊躇與磕絆，也見證了人類歷史上一系列的重大科學突破。

當我們把目光聚焦中國科研時，我們會發現一條昂揚的增長曲線——中國的對外開放和研發支出的快速增加帶來了科研的爆發式成長，Nature發表的來自中國作者的論文也有可觀增長。現在我們就一起來回顧一下2000年以后，那些登上Nature封面的激動人心的中國研究成果。

Nature 1869年創刊于英國，由天文學家、氦元素的發現者之一——英國人洛克耶（1836-1920）創辦，是世界上最早的國際性科技期刊。Nature在創刊之初的定位是：由真正的頂尖科學家運營的科學和科普期刊。一開始，Nature不但發表學術論文，還發表通俗文章、科學雜談、書評甚至科幻小說。直到今天，Nature依然登載科普和科幻作品。

現在，Nature刊載的文章已經涵蓋生命科學、自然科學、臨床醫學、物理化學等領域。自成立以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。Nature的辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。

2002-水稻的故事

2002年11月21日刊的Nature封面講述了水稻的故事。中國科學院的馮旗和同事發表的論文報告了對水稻第4號染色體的序列測定，共有3548萬堿基對;并對水稻4號染色體所含的基因進行了預測分析，共鑒定了4658個基因;完整地測定了水稻4號染色體的著絲粒的序列;以及對水稻亞種之間比較、重復序列、基因簇進行了研究。這是中國首次完成的大基因組單條染色體的精確測序。

2003-“顧氏小盜龍”化石

2003年1月23日刊的Nature封面刊登了中國科學院徐星等人對“顧氏小盜龍”化石的研究成果，論證了“顧氏小盜龍”是一種四翼動物，并且可能會滑行，代表著邁向活躍的拍打飛行階段的飛行演化，為鳥類的恐龍起源說提供了新的證據。

2004-菠菜主要捕光復合物的X射線晶體結構圖

中國科學院的柳振峰及同事成功測定的菠菜主要捕光復合物在2.72 ?分辨率下的X射線晶體結構圖成為了2004年3月18日刊的Nature封面圖片。這一結果將人們關于光合作用中所涉及的光能收集和能量轉移過程的知識全面提升到原子數據水平。（注：?為長度計量單位，1 ?=0.1納米）

2006-恐龍演化的研究

中國科學家對恐龍演化的研究再次登上了2006年12月14日的Nature封面。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的孟津及同事報告了來自中國內蒙古的一種新的中生代哺乳動物（“遠古翔獸”），這一發現將哺乳動物滑行飛行的歷史推前了至少7000萬年，也進一步證明了中生代哺乳動物在形態、分類和生活習性等方面的分異要遠遠超出我們以往的認識。

2009-同位素“年齡”

因為終于測定了比較準確的同位素“年齡”，出土于北京周口店的北京猿人頭骨登上了2009年3月12日的Nature封面。南京師范大學地理科學學院沈冠軍教授與合作者的研究表明，周口店“北京人”生活在約77萬年前，比之前的估計早了近30萬年。

2010-基因測試

中國科研人員采用短序列測序技術，對北京奧運吉祥物大熊貓“晶晶”的基因組進行了測序，該成果作為封面文章發表在2010年1月21日的Nature上。這是科學家第一次全面掌握大熊貓的基因資源，對大熊貓的保護具有重要意義。

2011-真雙子葉被子植物大化石

2011年3月31日的Nature封面故事報告了沈陽師范大學孫革等人在遼寧凌源早白堊世義縣組中部首次發現的迄今最早的真雙子葉被子植物大化石——“李氏果”（Leefructus），距今約1.24億年，這一發現為被子植物的早期演化提供了化石證據。

2015-埃博拉病毒

2015年8月6日刊的Nature封面故事講述了中國科學家對埃博拉病毒的研究。該研究對2014年秋天在塞拉利昂5個地區收集的埃博拉病毒（Ebola virus， EBOV）進行了基因組序列分析，追蹤了埃博拉疫情后期階段這一病毒的多樣性和進化。該項研究由包括病原微生物生物安全國家重點實驗室、軍事醫學科學院、中國疾病預防控制中心、中國科學院等多家單位合作完成。

2017-薄膜鎂合金

2017年5月4日刊的Nature封面顯示了使用透射電子顯微鏡捕獲的異常堅固的薄膜鎂合金的微觀結構。來自香港城市大學和浙江大學的科研團隊通過將納米結晶度的好處與單相非晶態金屬玻璃的優點相結合，研制出了接近理論極限的堅固的薄膜鎂合金材料。

2018-農業發展

2018年8月30日刊的Nature封面故事關注了農業發展問題。20世紀60年代的綠色革命著力培育高產量糧食作物，推動了農業的發展。但是，這些被稱為“綠色革命品種”的優質作物存在一個問題：氮素利用效率不高，需要施用大量對環境有害的肥料才能對它們完全加以利用。中國科學院的傅向東等人的研究表明，提高GRF4蛋白的活性可以提高作物的氮素利用效率，同時保持其高產量。他們認為將這一研究結果應用于綠色革命品種的育種，或有助于實現農業的可持續發展。

2018-造血干細胞和祖細胞的歸巢機制

造血干細胞和祖細胞（HSPC）是脊椎動物生命中所需血細胞的全部來源。HSPC最初來自于發育胚胎背主動脈的內皮細胞，隨后遷移至專門的微環境中，并進一步生成血細胞。在2018年12月6日刊的Nature中，中國科學院的潘巍峻及其同事闡述了HSPC的歸巢機制。研究人員利用斑馬魚胚胎，發現巨噬細胞樣細胞起著“先導細胞”的作用，能引導HSPC歸巢并幫助其在微環境中停留。

2019-恐龍的藝術想象圖

2019年5月9日的Nature封面展現了長臂渾元龍（Ambopteryx longibrachium）的藝術想象圖。中國科學院的王敏等人描述了距今1.63億年的長臂渾元龍化石。長臂渾元龍是一種擅攀鳥龍科長恐龍，這一類群一般被復原為體型較小、帶羽的攀樹恐龍，手部和手指均很長。但是長臂渾元龍很不一樣，它是第二種有證據表明長有羽毛和類似蝙蝠的膜翼的擅攀鳥龍科恐龍——膜翼由名為針狀骨的附骨支撐。第一種此類標本是2015年發現的奇翼龍，其膜翼曾引發了一定的爭議。長臂渾元龍的發現表明奇翼龍并非孤例，除了羽毛之外，擅攀鳥龍科恐龍可能普遍具有類似蝙蝠的翅膀。

2019-天機芯

發展人工通用智能的方法主要有兩種：一種基于神經科學，試圖構建類似大腦的電路;另一種以計算機科學為基礎，讓計算機運行機器學習算法。在2019年8月1日刊的Nature中，清華大學的施路平和他的同事介紹了“天機芯”（Tianjic），一款將前述兩種方法集成到同一個混合平臺的電子芯片。“天機芯”具有多個可輕松重構的功能核，能同時支持機器學習算法和類腦電路。為了展示這種方法的潛力，研究人員將芯片集成到一輛無人智能自行車中，該自行車可以實現自平衡、語音控制、探測和避障，所有這些功能都源于“天機芯”能夠同時處理多種算法和模型。